中粮生化能源肇东公司酒精蒸馏工序控制系统改造研究

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1、中粮生化能源肇东公司酒精蒸馏工序控制系统改造研究第1章绪论1.1研究的背景和目的近几年来，化工行业随着生产工艺的不断引进，PLC（可编程逻辑控制器）在工业生产领域中已经越来越发挥出它的巨大作用，把过程控制和电气控制等几方面有机全面的结合在一起。今天的PLC（可编程逻辑控制器）控制系统作为一个新兴起来的自动化控制设备，在各个领域（尤其是化工企业）被广泛地应用，所以PLC控制系统在各个化工企业的应用得到了越来越足够的重视与好评。目前，在我国各个私企的酒精厂或者是国企的酒精厂，大部分都采用DCS（集散控制系统）或PLC（可编程逻辑控制器）的操作控制,少部分使用老型仪表操作控制。

2、在制作生产酒精的工艺流程中，由于工艺指标在实际生产中的不断修改，各项指标参数的制定标准也都不一样，特别是酒精蒸馏工段，作为酒精车间的一个重要工段，更需要在工艺控制上精益求精。中粮生化能源肇东公司是集生产、采购、销售、研发一体的国有企业，主要产品有酒精、饲料、玉米油、二氧化碳、无水乙醇等，在国内市场上供不应求，所以在整个运营中要求生产上保证相对稳定，酒精蒸馏工序原有的控制系统为美国公司推出的S9000系统，从建厂到现在已经使用多年，系统达到老化的期限，控制系统运行及其不稳定，经常出现无缘无故的死机现象及通讯网络故障等等。达不到控制系统的全自动化控制，造成各种工艺参数指标差异

3、很大、蒸馏效率低、各种能耗偏高的落后局面，并且公司员工劳动强度大。在这种情况之下，经公司领导集体研究决定，对蒸馏工序的控制系统进行全面的改造，经过市场的调研,比较各家的产品的特点，特别是比较产品软件及硬件在同类化工厂中的应用、售后、可扩展性等，同时考虑性价比问题的基础上，最终决定采用西门子PLC控制系统，西门子300及400系列均能达到用户的使用要求。此控制系统具有简单实用、性价比高、易于操作等特点，上位机服务器数据冗余，下位机控制器冗余、电源冗余、通讯网络冗余。1.2研究的问题和意义本论文主要研究的问题是酒精蒸馏工序控制系统改造，通过西门子可编程序控制器系统（简称PLC

4、）的实证分析，对中粮生化能源肇东公司酒精蒸馏工艺及设备进行探索性的研究和探讨，提出对酒精蒸馏工序控制系统的优化改造，从而解决了酒精蒸馏效率低、工艺参数运行不稳定、水电汽消耗高、人员劳动强度大等问题。拆除原有的DCS设备，增加了原有控制系统所不具备的冗余功能，利用西门子新系统的结构，完成对酒精蒸馏装置的主要工艺过程参数的监视，控制，操作，显示，报警，安全联锁和报表打印等功能，支持在线修改，方便控制系统的优化，修复系统的缺陷，便于控制系统能更加准确的发现及处理系统内部的问题。使用西门子PLC系统控制后，可以在酒精蒸馏过程中各种工艺参数（液位、温度、压力、流量等）的各项指标进行

5、实时控制、全自动控制，稳定优化蒸馏工段的各项指标。酒精蒸馏过程是在酒精生产中的一个重要环节起着承上启下的作用，酒精蒸馏的各项指标及产品是否合格与这道工序有着直接的关系。所以要求蒸馏工序的控制系统非常的稳定，基于这个目的对酒精蒸馏的控制系统进行全面的改造及优化，从而实现工艺上的稳定运行，提高精馏过程效率，保证产品的质量稳定及能耗低的目标，在稳产及高产的局面下，以实现公司全年的预算任务。.第2章中粮肇东酒精蒸馏工序控制系统的现状及存在问题2.1酒精蒸馏工艺流程介绍将发酵成熟醪中的各种物质通过蒸馏的粗馏塔、净化塔A、精馏塔、净化塔B、净化塔C等各个塔系进行分离浓缩提纯，最终生产

6、出各项工艺指标符合客户需求的工业酒精、普级酒精产品的过程。由于成熟醪中含有很多杂质，杂质有易挥发的和不易挥发的，在蒸馏过程中，各成分的沸点不同，在精馏塔中经过多次反复汽化，冷凝后提纯成酒精。酒精蒸馏流程图如下图2.1酒精蒸馏工艺由粗塔以及粗辅塔、蒸馏塔、净化塔A、净化塔B、净化塔C六个塔构成。将发酵工段送来的成熟醪中的酒精蒸馏出来，并浓缩到所要求的酒精浓度。同时排出包含其中的绝大部分诸如杂醇油、醛、酸、酯等杂质，使所生产的成品酒精纯度达到95％（v）以上，其质量达到国家标准的食用酒精水平。..2.2酒精蒸馏控制系统的概况酒精蒸馏工序隶属于酒精车间，酒精车间作为全公司各车间

7、最为重要的车间，起到呈上起下的作用，车间下设发酵工序、糖化工序、蒸馏工序，蒸馏工序作为车间最重要的一个环节，起着至关重要的作用，一旦蒸馏工序的生产停运，那么整个公司将造成全线的停机。所以在整个生产运营中蒸馏工序尽量避免不能出现任何设备的故障，酒精蒸馏工序控制系统更需要稳定运行。酒精蒸馏工序的控制系统为美国霍尼韦尔公司推出的S9000/R150控制系统，已经使用十多年了，在近两年，酒精蒸馏工序控制系统运行非常的不稳定，经常出现控制器及工控机死机、监控画面出现失控等现象，控制系统接地在安装时没有达到要求，仪表盘内接线混乱。给工艺人